למה אנחנו מחממים את המתכת ומכים בה בפטיש
מניפולציה של מבנה המתכת:
כאשר מתכת מחוממת ואז מתקררת, המבנה הפנימי שלה יכול להשתנות. תהליך זה, המכונה חישול, יכול להקל על מתחים פנימיים ולשפר את יכולת העבודה של המתכת. חימום המתכת וחבטה בה יכולים גם ליישר את מבנה הגרגירים של המתכת בכיוון מסוים, ולשפר את חוזקה ועמידותה.
עידון גרגרים: חימום מתכת גורם לגרגרים בתוך המבנה הגבישי שלה לגדול יותר. כאשר המתכת נלחצת, הגרגרים הללו מתפרקים לחתיכות קטנות י ותר, ויוצרים מבנה גרגר עדין יותר. מבנה גרגר עדין יותר משפר בדרך כלל את התכונות המכניות של המתכת, כגון חוזק, קשיחות וגמישות.
תנועת "נקע" וחישול: חימום מתכת מאפשר תנועה של נקעים בתוך סריג הקריסטל שלה. נקעים הם פגמים או אי סדרים בסידור האטומי של המתכת. כשהמתכת מתקררת, חלק מהנקעים הללו נעשים "נעולים" במקומם, ומחזקים למעשה את המתכת. תהליך זה ידוע בשם חישול. על ידי המכות עם פטיש המתכת, הנפח יכול לתמרן את סידור הנקעים, ולהשפיע עוד יותר על התכונות המכניות של המתכת.
יישור מבנה הגרגירים: כאשר מתכת מחוממת ומנקרת, ניתן לכוון את הגרגרים בתוך המבנה שלה בכיוון מסוים. יישור זה יכול לשפר את חוזק המתכת ותכונות מכניות אחרות בכיוון המועדף. נפחים מיומנים לעתים קרובות מנצלים זאת על ידי שליטה קפדנית על הכיוון והכוח של מכות הפטיש שלהם כדי להשיג יישור מבני רצוי.
התקשות עבודה: בעוד שחימום המתכת מרכך אותה, פעולת הפטיש גורמת גם להתקשות עבודה המחזקת את המתכת. התקשות העבודה מתרחשת כאשר המתכת מעוותת על ידי מכות הפטיש, מה שגורם למבנה הגבישי שלה להתארגן מחדש ולהיות עמיד יותר לעיוות נוסף. תהליך זה יכול להגביר את הקשיות והחוזק של המתכת, אם כי על חשבון גמישות מסוימת.
הפחתת מתחים: חימום מתכת יכול לסייע בהפגת מתחים פנימיים שאולי הצטברו במהלך תהליכי עיצוב קודמים או מהיסטוריית הייצור של המתכת. על ידי חימום וחבטת המתכת, הנפח יכול להפיץ מחדש את הלחצים הללו, מה שהופך את המתכת ליציבה יותר ופחות נוטה לעיוות או כשל.
בסך הכל, השילוב של חימום ופטיש מאפשר לנפחים לתפעל את המיקרו-מבנה של המתכת, ולמטב את התכונות המכניות שלה עבור יישומים ספציפיים. באמצעות שליטה מיומנת בתהליכים אלה, נפחים יכולים לייצר עבודות מתכת המציגות איזון של חוזק, קשיחות ומאפיינים רצויים אחרים.